可再生不溶性杀菌剂构效关系

可再生不溶性杀菌剂构效关系研究论文名称：可再再生不溶性杀杀菌剂构效关关系研究作者者：李本高，陈陈拥军，汪燮燮卿摘要：通通过对固载季季磷、季铵、Tego型三类新型型可再生不溶溶性杀菌剂的的杀菌性能评评价，研究了了相同载体不不同杀菌活性性官能团及相相同活性官能能团不同载体体对杀菌活性性的影响，结结果表明：三三种类型的不不溶性杀菌剂剂的杀菌效果果均达99％以上，且且杀菌效果随随载体粒径的的减小而增加加。关键字：杀杀菌剂微生物构效关系ResearcchonStruccture--ActivvityRRelatiionshiipsoffReneewableeInsoolubleeBacttericiidesLIIBen--gao，CHENYongddun，WANGXie-qqing（ReseaarchIInstittuteoofPettrocheemicallScieence，Beijiing1000083，China）Abstracct:Quuatemaaryphhosphoonium，quateernaryyammooniumandTTegooonsollidcaarrierrbacttericiidesaarethhreeneewrennewablleinssolubllebacctericcides..Thebehavviourssoftthebaacteriicidesswereeevalluateddtosstudytheiinflueencesofdiiffereentfuunctioongrooupsoontheesameesoliidcarrrierandtthesaamefuunctioongroouponnthediffeerentsoliddcarrriersonthhebacctericcidaleffeccts．Therresulttsshoowthaatbacctericcidalefficcienciiesoffthreeetypperennewablleinssolubllebacctericcidesalleexceedd99%，andttheirbacteericiddalefffectssincrreasewiththeddecreaaseoffthediameeterooftheecarrriers．Keywwords：：bacteericidde；microobe；struccture--activvityrrelatiionshiip；waterrtreaatmentt前言近年来人们们试图开发既既具良好的杀杀菌效果，又又不污染环境境的杀菌剂，以以满足工业生生产循环冷却却水处理和环环境保护两方方面的要求。可可再生水不溶溶性杀菌剂具具有良好的杀杀菌效果，而而且不溶于水水、不污染环环境，并且可可再生、可以以重复使用。这这些特性已引引起人们的关关注，如美国国专利US3499646报道的不溶溶性杀菌剂，对对细菌、真菌菌、病毒等具具有良好的杀杀灭活性，对对含5.0×1108个/mL细菌的菌悬悬液的杀菌率率达到99％～100％，并且可可再生；美国国专利US44226824报道的不溶溶性杀菌剂对对细菌、真菌菌有优良的杀杀菌活性，在在2～5min的试验条件件下可杀死几几乎所有的革革兰氏阳性菌菌和革兰氏阴阴性菌；Augussta等发现不溶溶性杀菌剂的的杀菌活性取取决于季铵盐盐的结构特性性，并且与杀杀菌活性官能能团的固载量量、载体性质质、载体与季季铵盐的结合合位置有关。上述研究究尚处在初步步探索阶段，对对不溶性杀菌菌剂的特性认认识和构效关关系的认识不不深。本文分分别对以不同同交联度的聚聚苯乙烯为载载体，分别与与叔胺、叔膦膦和具有氨基基酸结构的Tego型化合物进进行化学反应应得到的含季季铵盐、季磷磷盐和Tego型官能团的的不溶性杀菌菌剂的杀菌性性能进行评价价，探索它们们之间的构效效关系[1]]。1实验方法采用自制的的含季铵、季季磷、Tego型活性官能能团的不溶性性杀菌剂作杀杀菌剂，采用用循环水中危危害最大的常常见异养菌作作试样，按照照《工业用水水处理微生物物分析》中的的方法进行杀杀菌性能评价价。2结果与讨论论2.1相同载载体不同活性性官能团的杀杀菌效果2.1.11不同性质活活性官能团的的杀菌效果以交联度度1％的聚苯乙乙烯为载体，得得到具有不同同性质活性官官能团的不溶溶性杀菌剂的的杀菌结果如如表1所示。表1结果显示，分分别固载三种种不同性质的的活性官能团团的不溶性杀杀菌剂的杀菌菌效果均很好好，杀菌率均均大于99.9％，其中以以季磷盐的杀杀菌效果为最最好，季铵盐盐次之，Tego型再次之。这这个结果与相相应的水溶性性杀菌剂的实实验效果一致致。说明不溶溶性杀菌剂的的杀菌活性高高低取决于所所固载的活性性官能团的性性质，原因在在于不溶性杀杀菌剂中的载载体本身不具具有杀菌活性性，起作用的的主要是所固固载的活性官官能团。表1相同载体体不同性质活活性官能团的的杀菌效果官能团实验前细菌数//(个·mL-1)作用后细菌数//(个·mL-1)杀菌率/％季铵盐1.2×101111.2×107799.990季磷盐1.2×101111.6×106699.999Tego型8.3×101101.8×107799.9782.1.2相相同性质不同同结构活性官官能团的杀菌菌效果相相同载体不同同链长的季磷磷盐活性官能能团的杀菌效效果如表2。从表2结果可以看看出，R为-C12H25的杀菌效效果最好，-C10H23次之，-C14H29再次之。该该结果与相应应的水溶性杀杀菌剂的杀菌菌效果不同，水水溶性杀菌剂剂的杀菌效果果是-C14H29＞-C12H25＞-C10H23。可能是是由于活性官官能团的烷基基链越长，固固载后受载体体的影响越大大，与细菌作作用受到的阻阻力越大。表2相同载体体不同链长的的季磷盐活性性官能团的杀杀菌效果官能团R实验前细菌数//(个·mL-1)作用后细菌数//(个·mL-1)杀菌率/％-C10H2331.2×101111.2×107799.982-C12H2551.2×101111.6×106699.999-C14H2992.9×10992.0×108893.1032.1.3引引入不同亲水水基对杀菌效效果的影响相同载体体固载相同的的活性官能团团并引入不同同结构的亲水水基后得到的的不溶性杀菌菌剂的杀菌效效果如表3所示。表3结果显示，亲亲水基引入后后，不溶性杀杀菌剂的杀菌菌效果明显增增加，主要原原因在于不溶溶性杀菌剂中中引入亲水基基后，一方面面使载体的亲亲水性增加，增增强与细菌的的静电吸附作作用，有利于于活性官能团团杀菌；另一一方面由于不不溶性杀菌剂剂载体的内孔孔直径远小于于一般细菌的的直径，在一一般条件下只只是外表面活活性官能团起起杀菌作用，亲亲水基引入载载体后可使载载体内孔扩大大，比表面积积增加，有利利于靠近外表表面的内孔活活性官能团与与细菌接触，从从而使不溶性性杀菌剂的杀杀菌效果大幅幅度提高。表3亲水基引引入后对杀菌菌效果的影响响亲水基R实验前细菌数//(个·mL-1)作用后细菌数//(个·mL-1)杀菌率/％-H8.3×101103.7×107799.955-N+(CH33)3I-2.9×10990×106100.0000-N+(C2HH5)3Cl-2.9×10990×107100.0000-N+(C2HH5)3Cl-2.9×10990×107100.0000-N+(CH33)3I-2.2相同活活性官能团不不同载体的杀杀菌效果相同结构的的季铵盐活性性官能团固载载在不同交联联度的聚苯乙乙烯上得到的的不溶性杀菌菌剂的杀菌效效果如表4所示。表4结果表明载载体交联度对对固载相同活活性官能团得得到的不溶性性杀菌剂的杀杀菌效果影响响很小。表4相同活性性官能团固载载在不同交联联度载体上的的杀菌效果载体交联度/％％实验前细菌数//(个·mL-1)作用后细菌数//(个·mL-1)杀菌率/％1.01.7×101101.8×106699.9892.01.2×101102.0×106699.9882.3不溶性性杀菌剂再生生性不溶溶性杀菌剂的的活性官能团团以C-N化学键或C-P化学键因载载于载体上，连连接十分稳定定，不易被破破坏。活性官官能团与细菌菌作用后，被被所杀死的细细菌死尸覆盖盖，使杀菌活活性逐步降低低。采用一定定的方法将细细菌死尸从不不溶性杀菌剂剂表面洗涤下下来，使杀菌菌活性官能团团得到恢复，这这个过程为不不溶性杀菌剂剂的再生。不不溶性杀菌剂剂再生后的杀杀菌效果如表表5，从表5的杀菌率可可以看出，分分别固载3种活性官能能团的不溶性性杀菌剂再生生后的杀菌率率与再生前基基本相当，说说明此类杀菌菌剂通过再生生可以反复使使用。表5不溶性杀杀菌剂再生后后的杀菌效果果官能团性质再生次数/次实验前细菌数//(个·mL-1)作用后细菌数//(个·mL-1)杀菌率/％季铵盐11.7×101109.2×105599.99528.3×101104.8×107799.942季磷盐18.3×101103.7×107799.95521.2×101111.6×106699.999Tego型11.7×101102.0×108898.82328.3×101101.8×108899.78331.2×101111.9×106699.9982.4构效关关系探讨不溶性杀菌菌剂与可溶性性杀菌剂在水水中的有效浓浓度不同。水水溶性杀菌剂剂溶于水后，它它可以充分自自由地与细菌菌作用，无任任何空间限制制，能够起杀杀菌作用的浓浓度与加入的的药剂浓度相相一致。而不不溶性杀菌剂剂的情况不同同，球型细菌菌的直径一般般为0.8～1.2μm，一般凝胶胶型载体的内内孔直径为2～4nm，大孔型孔孔径也在103nm以下，细菌菌体积远大于于载体的内孔孔直径，细菌菌难以进入载载体内孔，使使固载于载体体内孔的活性性官能团难以以起到杀菌作作用。因此，要要提高不溶性性杀菌剂的杀杀菌效果，不不仅要提高活活性官能团的的杀菌活性，而而且要提高载载体的比表面面积，使活性性官能团能够够与细菌作用用的有效浓度度增加。采用用不同粒径的的载体，固载载相同活性官官能团，杀菌菌实验结果显显示，杀菌效效果随载体粒粒径的减小而而增加，如200目载体的不不溶性杀菌剂剂的杀菌率大大于99％，40目载体的杀杀菌率只有85％～90％。除除增加载体的的比表面积可可以提高不溶溶性杀菌剂的的杀菌率外，改改善载体的亲亲水特性也可可以提高不溶溶性杀菌剂的的杀菌效果。如如在载体上增增加亲水性基基团，使载体体表面与水接接触更容易，伸伸入到水中的的活性官能团团一端更自由由，从而使不不溶性杀菌剂剂的杀菌效果果提高。对水溶性杀杀菌剂，杀菌菌效果季磷盐盐＞季铵盐＞＞Tego型杀菌剂。将将这些具有杀杀菌活性的官官能团分别固固载在相同载载体上，得到到的不溶性杀杀菌剂的杀菌菌效果与水溶溶性杀菌剂的的结果一致。这这一结果说明明具有杀菌活活性的官能团团固载于载体体后，不改变变这些官能团团的杀菌性质质，因此，要要提高不溶性性杀菌剂的杀杀菌效果，应应固载具有高高杀菌活性的的官能团。3结论将具有杀菌菌活性的官能能团季磷盐、季季铵盐、Tego型固载于一一定交联度的的聚苯乙烯载载体得到的不不溶性杀菌剂剂具有优良的的杀菌效果。聚苯乙烯烯分别固载季季磷盐、季铵铵盐、Tego型得